汽车-行人撞击事故过程仿真研究

根据中国人体特征参数建立了16刚体的行人模型,在人体的主要部位生成简易的弹簧阻尼运动关节。建立汽车模型与汽车行人碰撞模型,应用ADAMS软件模拟汽车行人碰撞过程。通过模拟不同速度下的汽车人体撞击,对事故发生过程进行再现,比较仿真数据和事故现场数据得到了事故中的汽车速度,从而为交通事故提供了一种有效的处理方法。     

基于SVM的水上交通事故严重程度的影响因素研究

为研究水上交通事故中事故严重程度的影响因素,减小水上交通事故发生时的人员伤亡及财产损失,对2015-2016年的水上交通事故统计数据的分析.选取了水上交通事故数据中的船舶类型、事故发生时间、地点、船舶吨位、能见度和风力等级等相关因素建立了事故信息库.根据水上交通事故造成的人员伤亡数量和财产损失的大小,将事故严重程度分为3个等级,并建立了基于支持向量机(SVM)的三分类模型.然后通过交叉验证以及网格搜索算法优化SVM分类模型的惩罚参数和核函数参数,得到最优的分类模型.模型建立后,利用SVM-RFE算法求解上述影响因素对事故严重程度的权重值并排序,筛选出对于事故严重程度影响最大的因素.结果表明,支持向量机三分类模型总体分类准确率可达70% 以上;同时自沉事故、渔船事故和秋季发生的事故易造成较大的人员伤亡;危化品船舶,内河发生的事故和渔船易造成较大的财产损失.      

人车碰撞事故仿真与行人保护研究

基于PC-Crash软件建立了行人汽车碰撞模型.综合考虑人车碰撞过程中行人身高、步行速度、车速、人车碰撞位置等因素及其统计特征,利用Matlab软件随机生成行人与汽车碰撞工况作为PC-Crash行人汽车碰撞模型输入,进行了大量的仿真,总结出事故发生后人体头部与车体前部碰撞点的分布规律,为汽车在行人保护设计方面提供参考.     

交通事故导致的高速公路拥堵状态判别方法

为量化分析不同交通事故条件下的高速公路路段拥堵情况,研究路段偶发性拥堵规律,本文构建了1个基于行程时间可靠性指标的高速公路路段拥堵判别方法。建立基于美国《公路通行能力手册》中行程时间可靠性分析方法的路段行程时间可靠性模型,并采用西南某高速公路路段实际数据校准模型。利用蒙特卡洛模拟方法生成交通事故场景,将交通事故解构为交通事故发生位置、交通事故严重程度、交通事故持续时间、交通事故发生频率4个特征,并以行程时间指数为路段拥堵量化指标,研究不同交通事故特征水平下的高速公路路段拥堵规律,并判别路段拥堵程度。研究结果表明:美国《公路通行能力手册》的行程时间可靠性分析方法具有可移植性,校准后可应用于国内高速公路路段;交通量接近饱和时,交通事故发生在出口匝道段的拥堵程度高于基本路段与入口匝道段,单车道关闭场景下的交通事故影响远高于路肩关闭场景下的交通事故;交通量接近自由流状态时,拥堵程度对严重程度不敏感;任何交通量水平下,单车道关闭场景下的交通事故持续时间一旦超过15 min,路段拥堵程度极有可能剧增。本文构建的路段拥堵判别方法,可以在精细化探究偶发性交通事故拥堵规律的同时划分路段拥堵等级,为相关部门的事故管理提供理论支撑。      

低能见度水平下行人交通事故严重程度及异质性分析

为探究在低能见度水平下影响行人事故伤害严重程度的因素, 并分析可能存在的异质性。以某市6 405起行人-机动车交通事故为研究对象, 分别研究高、低能见度水平下机动车-行人事故中行人伤害严重程度影响因素, 建立均值异质性的随机参数Logit模型并通过弹性分析定量分析显著变量对行人受伤情况的影响程度。结果表明, 高、低能见度下影响行人伤害严重程度的因素存在明显差异。(1)低能见度情况下男性驾驶员、高龄行人、卡车、沥青路面、凌晨、较暗的照明条件等因素会增加行人伤害严重程度。(2)低能见度情况下卡车和凌晨这2个因素具有随机参数特征, 分别使行人死亡的概率增加了4.39%和2.67%;此外, 当事故涉及卡车和26~35岁行人这2个因素时会增大行人死亡的概率; 而当夜间有路灯照明与凌晨这2个因素共同作用时行人死亡的可能性降低。(3)高能见度情况下未发现具有异质性的影响因素, 但发现男性行人和摩托车等因素会增大事故严重程度; 而驾驶员年龄、沥青路面、周末和地形等因素对事故严重程度并没有显著影响。      

汽车与行人碰撞过程中行人膝关节损伤的参数研究

建立了汽车与行人碰撞的系统仿真模型。通过改变汽车前部结构参数,分析其改变对行人膝关节损伤的影响,从而得出各结构参数使行人膝关节损伤较小的优区间,并在其基础上进行优化组合分析,提出了对行人膝关节损伤较小的汽车前部结构。通过与事故统计分析结果的对比,验证了研究结果的正确性。     

道路交通事故再现分析结果的不确定性分析

实际道路交通事故中包含大量的不确定因素，充分考虑这些不确定因素并采用不确定性方法分析其对道路交通事故再现结果的影响，可以提高再现分析结果的可靠性和准确性。针对道路交通事故中的不确定因素，将随机理论和随机摄动技术引入到道路交通事故分析，并应用不确定性理论给出了分析结果的置信区间和置信度，提高了事故分析与再现结果的精度。以汽车一行人交通事故为例，对车辆行驶速度和人车路面接触位置进行不确定性分析，并与随机模拟方法得到的计算结果进行对比，验证了本文方法的正确性和实用性。     

汽车与行人碰撞事故再现及行人致伤特点分析

通过对事故中汽车损坏痕迹及行人伤亡情况的鉴定及模型的建立,构建事故碰撞环境,使用成熟事故再现软件PC-Crash对汽车与行人碰撞事故发生过程进行重建,对行人碰撞后的运动响应及各损伤部位的动力学响应参数进行分析,将仿真结果中行人的运动响应、损伤部位的伤亡程度及动力学响应结果与法医学尸检报告中的客观事实进行对比,得出基于PC—Crash的仿真结果与实际情形基本符合的结论。因此,利用计算机仿真技术快速重建有行人参与的事故碰撞过程,分析行人的致伤方式并提供损伤部位的动力学响应参数等,对于交通伤法医学鉴定及深化交通伤机理研究具有参考价值。     

山区公路小半径弯道路段事故严重度影响因素及其异质性比较分析

为分析影响山区公路小半径路段典型事故的严重程度的相关因素及其异质性效应，基于某山区双车道公路1 067起交通事故数据，从驾驶员、车辆、道路和环境4个方面选取15个潜在特征变量，采用二项Logit模型和随机参数二项Logit模型，分别构建小半径弯道路段上追尾碰撞、正面碰撞和侧面碰撞3类典型事故的严重度分析模型，分析3类典型事故严重度的显著影响因素，并采用边际弹性系数量化分析影响因素的作用强度。结果表明，小半径弯道路段上不同形态事故的严重度影响因素存在明显差异:①追尾碰撞严重度的显著影响因素依次为摩托车、夜间、弯道转角、驾驶员年龄、季节，摩托车和冬季分别是服从(2.716.1.5642)和(-1.495，2.1162)正态分布的异质性影响因素，导致发生伤亡事故的概率为95.72%和23.58%；②正面碰撞严重度的显著影响因素依次为货车、摩托车、驾驶员超车、弯道转角和弯道长度，货车导致其伤亡事故概率增加108.8%，摩托车和弯道长度分别是服从(6.941，9.9012)和(-0.004，0.0032)正态分布的异质性影响因素，导致发生伤亡事故的概率为76.11%和9.18%；③侧面碰撞严重度的显著影响因素依次为摩托车、驾驶员年龄及弯道有接入口，摩托车和接入口分别是服从(5.211，5.1112)和(-1.408，2.1462)正态分布的异质性影响因素，导致发生伤亡事故的概率为88.87%和25.47%。④与传统二项Logit模型相比，追尾碰撞、正面碰撞和侧面碰撞的随机参数二项Logit模型的拟合优度分别提高了2.85%，4.15%，6.76%，且定量捕捉了异质性影响因素，更适用于事故严重度的精细化分析。      

基于信息融合的轿车碰撞两轮车事故车速分析

在对北京市轿车与两轮车碰撞事故调研分析的基础上,深入分析车辆、路面遗留痕迹特征与汽车碰撞特点之间的联系,选择与轿车碰撞速度相关的人体-风窗玻璃接触、人体及车辆与路面接触的痕迹特征参数,运用人工神经网络方法建立了轿车与两轮车碰撞事故的车辆碰撞速度分类预测模型.该模型融合了人-车-路相互作用的痕迹特征信息,采用实际事故案例提取的可靠样本对其进行训练并应用于车速估算.     

基于碰撞相容性因素的车辆追尾事故深入数据分析

为详细了解北京市追尾事故车辆的分类对比情况,基于车辆碰撞相容性因素构建了追尾事故的深入数据分析模型,包括追尾事故车辆的基本类型、结构形式及几何特征对比、车辆碰撞损坏特点、车内乘员伤害情况及其相关性等方面内容。利用真实交通事故案例对车辆碰撞相容性相关因素进行统计分析,为车辆追尾事故的预防与伤害减轻等项研究提供参考,指出今后研究的侧重点。     

行人被面包车碰撞的运动学规律

为了丰富人车碰撞事故运动学理论,同时为面包车碰撞行人事故的分析鉴定提供理论支撑,对20～110 km·h^-1车辆碰撞速度下行人被面包车碰撞后的运动规律进行研究。利用多刚体建模系统PC-Crash软件构建面包车与行人碰撞仿真模型,并通过仿真获得多种碰撞条件下行人碰撞后的纵向/横向抛距、抛射高度、抛射角度、空中旋转圈数、躯干合成速度和头部合成加速度等运动学数据。结合国家车辆事故深度调查体系（NAIS）中14例具有可靠数据的事故样本进行比较验证。定义并提出了行人被面包车碰撞后的拱推型运动形态,以区别于长头车碰撞的卷绕型和平头车碰撞的推掷型。结果表明：拱推型碰撞中行人会在瞬间被加速到车辆碰撞速度的111%～127%;在高速（110 km·h^-1）碰撞中,头部合成加速度值超过3 000 m·s^-2,头部损伤指标（HIC）值超过7 500;行人空中旋转不超过3圈,被抛高度不超过4.0 m,抛射角度介于6°～11°;行人抛距与车辆碰撞速度之间的关系可以用幂函数模型进行描述;碰撞接触位置、车型外廓参数、行人行走速度和行人碰撞姿势对行人被抛运动形态有一定程度的影响,相对标准碰撞的影响程度一般在5%以内,最大不超过10%（边翻型除外）;行人头部损伤安全界限（HIC值为1 000）对应的车辆碰撞速度约为55 km·h^-1;边翻型碰撞中行人的运动形态与拱推型差别较大,横向抛距最大可达12.0 m。     

Evaluation of a brake assistance system (BAS) using an injury severity prediction model for pedestrians

Through the years, traffic engineers and researchers have developed a variety of countermeasures to enhance pedestrian safety. Pedestrian-vehicle collisions are regarded as the most serious type of accident since they incur high fatality rates. A fundamental concept in developing effective countermeasures is to analyze pedestrian-vehicle collisions scientifically, which can identify the causes of accidents and accident severity. The objective of this study was to investigate the pedestrian safety benefit of the brake assistance system (BAS) and a functional requirement associated with BAS, namely the time needed to safely detect a pedestrian ahead. An injury severity prediction model for pedestrians was developed to systematically evaluate the BAS in this study. Ordered multinomial logistic regression analysis was used to establish a statistical model capable of predicting pedestrian injury severity. In addition to vehicle characteristics, collision speed and pedestrian characteristics were used as independent predictor variables. The outcomes of this study would be useful in directing the development of safety policies and technologies associated with pedestrian safety.     

基于TAN网络的地铁区间与车站施工事故致因分析

为解决不同类型的地铁施工事故关键致因识别，以便于支持事故相关方在风险分析、预防和控制进行决策的问题。在收集国内2011—2021年间发生的202起事故报告数据的基础上，采用树增强朴素贝叶斯（tree augmented naive, TAN）和EM算法，从事故经过、直接原因、间接原因3个角度分别对事故报告进行统计处理、风险指标提取及合并、风险指标筛选、模型图形结构构建、模型参数确定，并采用GENIE软件训练数据建立最终分析模型。贝叶斯模型分析结果表明： 1）通过正向推理明确不同类型事故的关键致险因素，并对各风险因素引发事故的总体影响程度进行重要度排序； 2）通过反向诊断说明所建模型在不同风险因素组合情境下对风险预测的决策支持作用； 3）10折交叉验证证实了模型的有效性。     

Injury analysis of pedestrians in collisions using the pedestrian deformable model

Vehicle safety has become the most important issue in automobile design. However, all efforts to improve safety devices focus on enhancing safety features for occupants. Notably, pedestrians are the second largest category of motor vehicle deaths, after occupants, and account for about 13 percent of motor vehicle deaths. It is essential to design pedestrian-friendly vehicles and pedestrian protection systems to reduce pedestrian fatalities and injuries. To effectively assess pedestrian injuries resulting from vehicle impact, a deformable pedestrian model must be developed for vehicle-pedestrian collision analysis. This study constructs a pedestrian-collision numerical model based on LS-DYNA finite element code. To verify the accuracy of the proposed deformable pedestrian model, experimental data are used in the pedestrian model test. This study applies the proposed model to analyze the dynamic responses and injuries of pedestrians involved in collisions. The modeled results can help assess vehicle pedestrian friendliness and assist in the future development of pedestrian-friendly vehicle technologies.     

汽车行人碰撞抛射仿真模型

利用PC-Crash软件进行车辆与行人的碰撞仿真试验,提出了第一落地点抛距理论模型,将车辆与行人的碰撞划分为车辆前部与行人的后部和侧面碰撞两种类型,碰撞车型选择当前广泛使用的发动机舱盖略向前下倾斜的梯形前端轿车,建立了车辆与行人后部、侧面碰撞抛距模型和综合碰撞抛距模型,分析了行人相对车辆前端的不同位置对抛距的影响。最后将文中提出的模型与国外行人抛距模型进行对比,结果证明该模型是有效的。     

国内公路隧道运营期交通事故统计及伤亡状况评价

为更好地了解我国公路隧道运营期交通事故整体特征及伤亡状况,对2001-2017年国内发生的121起公路隧道交通事故开展统计分析,分别从事故发生的地理位置、事故发生时间、事故类型、事故车辆类型以及伤亡情况进行统计分析。结果表明： 1)事故发生量与该地区公路客货运输量成正相关,但西北地区和华南地区事故量占比远大于其交通运输量的占比; 2)事故类型以车辆相撞为主,且轿车发生的事故数量最多; 3)每年1、4、5月的事故发生量较多,每天16:00-18:00事故发生率最高; 4)中隧道（500 m<L≤1 000 m）的事故平均伤亡人数最高。最后结合交通事故伤亡情况等级划分,分析各因素对事故伤亡影响权重,得到造成伤亡的最不利组合为“特长隧道+货车+追尾事故”。     

基于监控数据的高速公路实时事故风险模型

近年来,高速公路事故发生率高居不下.同时,对于高速公路而言,其交通流检测器安装又较为普遍.因此研究如何深入挖掘交通流检测数据以实现对高速公路事故风险实时预测很有必要.基于美国加州2012年发生事故最多的4条高速公路I5,I10,I405和I15的全年事故数据和交通流数据,以病例对照基本思路选取事故组和对照组数据,选定交通流数据研究范围,并选用ADASYN算法处理不平衡数据集问题.基于随机森林模型,利用事故发生前10~40 min内的事故地上游4个检测器、下游2个检测器的3种基本交通流数据构建高速公路实时事故风险模型,事故预测准确率可达到88.02%.选取重要性前十的变量作为事故重要诱导因素,对事故重要诱导因素进行调值,将调值后的测试集放入之前构建的随机森林模型进行分类预测,结果显示减少了41.82%的事故,故可认为利用事故重要诱导因素可进行事故先兆预警工作,从而减少事故的发生.      

基于潜类别Logit模型的两轮车骑行者头部损伤影响因素研究

为研究汽车-两轮车碰撞事故中骑行者头部伤害的影响机理,探究头部损伤致因关系中存在的模式差异与异质性,基于中国交通事故深入研究（CIDAS）数据库中的2 806起两轮车事故,建立潜类别Logit模型。以骑行者头部伤害严重程度为因变量,将驾驶人、车辆、道路、环境和事故碰撞特征的相关因素作为自变量,取显著水平为0.05,建立多项式Logit模型,在此基础上根据拟合优度指标确定最优分组数并构建出潜类别Logit模型。研究结果表明:模型将事故样本划分为2个类别群体,2个群体在参数、变量分布特征和预测概率上存在显著差异,当事故样本具有“两轮车初始速度>30 km/h”、“骑行者碰撞后抛出距离>10 m”等特征时易被归类到类别1,且类别1对应于更严重的头部伤害;骑行者年龄>50岁、汽车类型为商用货车、两轮车类型为摩托车、事故发生在市区外、两轮车初始速度>30 km/h、头部碰撞玻璃和抛出距离>5 m都会增加头部损伤的严重程度;汽车驾驶人行驶意图为停车或变道时,存在造成严重两轮车事故的风险;佩戴头盔会减弱骑行者头部受到的伤害。      

基于乘员伤害分析的路侧行道树事故严重度评价

为了定量评估公路路侧行道树事故严重度，有针对性地提出安全改善措施，以减少车辆与路侧行道树碰撞的事故损失，分别引入加速度严重性指数（Acceleration Severity Index，ASI）、头部损伤判据（Head Injury Criteria，HIC）和胸部合成加速度（Chest Resultant Acceleration，CRA）作为乘员伤害指标；利用PC-crash汽车动力学仿真软件构建车辆刚体系统和乘员多体系统，通过设置不同车辆驶出速度、平曲线半径、行道树直径和行道树间距，分别开展小型车、大型车与路侧行道树的偏置碰撞试验，共收集2 256组数据；针对公路直线段和曲线段，分别拟合了基于CRA的小型车乘员伤害评估模型，以及基于ASI的大型车和小型车乘员伤害评估模型；根据Fisher最优分割法确定了路侧行道树事故严重度的合理评价等级及各级对应的ASI和CRA阈值，给出了基于CRA和ASI的路侧行道树事故严重度评价方法；随后提出了一种新的用于评估事故严重度分级准确性的指标-误分级程度，并将其应用于事故严重度评价方法的有效性验证中；最后将大型车比例引入ASI评估模型中并改进了模型。研究结果表明：在相同仿真试验条件下，驾驶人胸部损伤比头部损伤更严重，小型车ASI平均值大于大型车ASI平均值；CRA，ASI与驶出速度近似呈正线性相关，与行道树直径近似呈对数相关；行道树间距越大、平曲线半径越小，则车辆遭受二次碰撞的几率越小，乘员伤害风险越低；在案例分析中，2种分别基于CRA和ASI的路侧行道树事故严重度评价方法评价结果基本一致，且误分级程度分别为4.7%和4.3%，验证了提出的路侧行道树事故严重度评价方法的准确性，并证实了ASI可作为评估路侧行道树事故中乘员伤害的有效指标。